UWB與藍牙，只有小朋友才做選擇

在信息的交流與傳輸上，人類從史前文明就開始了關于信息傳輸的嘗試, 語言是最原始的方式，“結繩記事”是人類為擺脫時空限制，對信息記錄進行傳輸的嘗試，一般通過酋長或者巫師來制定一定的結繩規(guī)則，包括繩子粗細、繩結方式、繩結大小以及距離等來表達不同的訊息，進行信息的記錄與傳輸。

而商周時期烽火臺的出現，則解決了那時候關于信息遠距離快速傳輸的問題，在盡可能短的時間內完成簡單信息遠距離傳輸的需求。

19世紀末，當代信息通信領域技術的出現就像是當今這個時代跨越時空距離對于遠古時代的一種回應。

無線通信技術的出現，人類實現在沒有線的情況下進行語音和數據傳輸，目前無線通信技術已經成為人類社會中最為重要的通信方式之一。無線數據的傳輸上涌現出許多種無線傳輸技術，包括藍牙、UWB、WiFi、PCS、GPS、NFC等技術。

無線數據傳輸技術工作頻率分布圖（圖源:wliko.tech）

棋逢對手

無線通訊技術中的短距離無線通信技術在市場上的選手眾多，在近年終端產品中關于位置服務的技術功能上都支持藍牙、UWB和NFC等技術。本文將就定位服務方面，了解藍牙與UWB技術之間的不同。

藍牙技術（Bluetooth）是一種低功耗、低成本的短距離無線通信技術，是實現移動電話和其他配件間進行跨設備無線通信連接，在數據傳輸的工作頻段上全球通用的，解決互不兼容的移動電子設備的連接。

簡單的說，藍牙技術是一種利用低功率無線電（2.4-2.485GHz）在各種設備間（距離一般為10米）彼此進行數據傳輸的技術。

最初藍牙設備主要是應用在藍牙音頻領域上，愛立信T39mc是世界上最早的一部內置藍牙，配備藍牙耳機的手機。

藍牙通過二十多年的發(fā)展，從藍牙1.0到藍牙5.4完成了十多個版本的更新迭代。從經典藍牙(BT)發(fā)展到低功耗藍牙（BLT），最明顯的是在數據的傳輸速率以及傳輸距離上都有了極大的提升，傳輸距離的限制從最初的10米內距離，實現現在的300米內。

自2010年藍牙4.0推出低功耗藍牙（BLE）性能面世后，與經典藍牙適用于長時間的音頻傳輸的不同，功能上在配對傳輸、功耗成本、定位和安全性等性能不斷成熟。市場上出現關于經典藍牙和低功耗藍牙單模、雙模的三種連接類型。根據藍牙技術聯盟的披露，未來單經典藍牙模式存在增長不足的問題，將以單低功耗藍牙模式為主。

藍牙技術除了藍牙音頻領域，在位置服務、數據傳輸、設備網絡的產品上也有著亮眼的成果。

隨著市場對于定位技術的需求，從藍牙4.0開始通過RSSI定位原理來支持定位服務功能。藍牙定位技術經歷從RSSI定位機制到結合Wi-Fi實現室內定位，再到AoA與AoD的定位方法，實現目前可以達到厘米級的定位服務。

RSSI定位原理是利用RSSI信號衰減與距離的相關計算終端位置，其定位精度一般為3-5米，延遲大概3秒，因為其復雜環(huán)境對信號的影響較大，所以最大傳輸距離為10米內；到藍牙5.0是結合Wi-Fi技術加入室內定位輔助功能實現精度距離小于1米內的室內定位服務；與RSSI不同，AoA與AoD是利用信號在天線陣列中的相位差換算方向信息實現定位。

隨著藍牙技術的更新和眾多藍牙產品面世，正式走入藍牙物聯網，其技術主要為設備功耗、數據傳輸、位置服務、設備網絡不斷演進，在醫(yī)療健康、商超零售、倉儲物流、智能照明等應用場景上得到應用。

醫(yī)療健康場景上主要集中在智能可穿戴設備，許多設備都是依靠藍牙技術進行無線連接和數據交換，如：智能手環(huán)、智能項鏈等，在實現短距離通信的的同時，低功耗的性能大大延長了可穿戴設備的待機及運行時間。

藍牙技術在定位應用場景上有著成熟的生態(tài)系統(tǒng)和廣泛的普及。與UWB相比，藍牙技術低成本、低功耗和生態(tài)系統(tǒng)的成熟的特點，是最強有力的競爭力。幾乎所有移動端都搭載了藍牙芯片以及藍牙模組，以藍牙網關、藍牙基站為代表的中間設備。

而誕生于20世紀60年代的UWB（超寬帶）技術，其工作頻譜從3.1到10.6 GHz，與其他無線數據傳輸方式不同，是一種基于非正弦波窄脈沖傳輸數據的無載波通信技術，其信號安全性能高，很難被其他信號所干擾。

UWB技術最初時僅用于軍事定位用途，在2002年才開始用于民用無線通信，通過ToF（到達時間）、TDoA（到達時間差）和AoA/DoA（出發(fā)角與到達角）三種定位模式，其定位精準度可達到10厘米“厘米級別”，覆蓋范圍可覆蓋在10-200米之間，還同時擁有時延低的特點。

UWB技術憑借厘米級別的精準測距能力及其安全性，在聯網資產跟蹤中有著亮眼的表現，Apple在2021年發(fā)布的AirTag就采用了UWB技術擴展了Apple生態(tài)系統(tǒng)中的 “查找”功能，通過UWB進行手機與物品之間的連接感應，進行精準查找。

在應對惡劣環(huán)境中對于人員定位管理上，UWB技術被廣泛應用于醫(yī)院、工廠以及地下礦井隧道的工作環(huán)境中，在醫(yī)療環(huán)境中，通過UWB定位系統(tǒng)對醫(yī)護人員和病患進行位置的監(jiān)測，提高醫(yī)療救助率；在工廠對于材料、設備等移動物品進行定位管理；對于地下礦井工作者，UWB定位技術保障了人員工作時生命的安全。

在汽車行業(yè)領域，目前市面上存在著各種形式的無鑰匙技術，UWB技術在汽車行業(yè)也進行著嘗試，例如，寶馬、奔馳、蔚來、比亞迪等平臺都在致力于UWB數字鑰匙的研發(fā)應用。寶馬在其一些較新的車型，iX中已有使用UWB進行無鑰匙進入的技術，UWB數字鑰匙將在未來汽車行業(yè)被廣泛應用。

UWB技術發(fā)展經歷十多年的時間發(fā)展一直沒有實現標準化，所以隨著UWB技術向大規(guī)模商用過渡，為了全面發(fā)展UWB可互操作、通用和互聯的生態(tài)系統(tǒng)，FiRa（Fine Ranging）聯盟于2019年8月成立。

UWB其最主要的吸引力在于它極高的位置和方向精度，可以精確定位物體的位置，誤差僅有幾個厘米，達到厘米級別的精準距離，定位精準度上大大高于藍牙技術。在UWB技術擁有高精度定位功能的情況下，低功耗藍牙（BLE）憑借其在待機和連接狀態(tài)下都能保持較低的功耗性能，是藍牙技術的絕對優(yōu)勢。

各憑本事

藍牙技術與UWB作為短距離通信技術上兩種廣泛應用的技術，都各自展示了技術的優(yōu)勢，在不斷的較量中也都在擴大其應用場景。

FiRa聯盟最新發(fā)布的FiRa 2.0針對FiRa物理層(PHY)和媒體訪問控制層（MAC），支持下行到達時間差（DL-TDoA）測距規(guī)范、動態(tài)加擾數據幀、通過單向測距（OWR）提高到達角（AoA）測量精度、競爭式測距和物理層的安全配置的技術規(guī)范，將UWB擴展到消費市場和工業(yè)市場，包括：厘米級精度的個人室內導航、尋物/尋人和工廠中的資產追蹤，以及智能遙控的應用，但關于陣列天線布局的增加仍是個問題。

隨著市場對高精準度定位服務的需求日益成長，藍牙技術廣泛地應用在醫(yī)療健康、商超零售、倉儲物流等各場景上，對藍牙技術上的延遲、數據傳輸、高精度定位等方面有著期待。

雖然定位在藍牙技術上只是一條分支線，但是藍牙在高精度定位方面，更新出現了一種新型的藍牙定位模式-藍牙信道探測（CS）在未來將會成為低功耗藍牙的新發(fā)展方向。藍牙技術聯盟表示將在下半年進行將推出藍牙信道探測技術，藍牙信道探測（CS）是一項通過分析不同頻率的射頻信號相位變化提升測距精度的機制，不需要增加陣列天線，只需通過單天線就可實現設備之間的安全、高精度精準測距。

結語

兩種無線通訊技術在傳輸距離、傳輸速率、功耗、系統(tǒng)成本、穩(wěn)定程度和安全性能的對比下，給市場的需求選擇帶來多樣的可能性。

關于兩種技術之間的選擇，這從不都不是個單選題。隨著UWB與藍牙技術的不斷進步，以及應用場景的不斷擴展，兩者之間的融合越來越多，兩種技術的集成模式將成為主流，繼續(xù)在無線通信的領域發(fā)揮重要作用。

在8月底將發(fā)布的《2024短距物聯——中國Wi-Fi/藍牙/星閃產業(yè)研究白皮書》中，更多關于無線通信技術詳細信息將獲得披露，敬請期待。此刻《白皮書》的企業(yè)調研活動正在進行，持續(xù)歡迎感興趣的伙伴與我們交流合作，聯系方式見下方海報二維碼。